(57)【要約】【課題】ワークの外径を拘束する荷重のばらつきをなくして、所定の荷重にすることが容易にできるコレットチャック装置を提供する。【解決手段】径方向内側のワークＷを把持する複数の爪部４とテーパ形状の外周面４ａを備えたコレット２と、各爪部４の外周側に配置され、コレット２の外周面４ａと当接するテーパ形状の内周面１３ａを備えたハウジング１１と、プレート１４とハウジング１１の底部１２との間を支持する弾性体１５と、コレット２を支持する支持フレーム２０と、先端部にプレート１４が固定されたロッド７と、ロッド７を軸方向に移動させる駆動機構２５と、を備えたコレットチャック装置１であって、駆動機構２５は、ロッド７に固定され、軸方向に所定の厚さを有するスペーサ２６と、支持フレーム２０に固定されたストッパ部材２３と、を備え、ロッド７を軸方向一方に移動すると、スペーサ２６に当接してロッド７の移動を規制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状に形成され、
軸方向一方の開口部に径方向内側のワークを把持する複数の爪部と、
軸方向他方に向かって縮径されるテーパ形状の外周面と、
前記各爪部の基端側を連結する底部と、
前記底部を軸方向に支持する柱部材と、
を備えたコレットと、
略有底筒状に形成され、
前記各爪部の外周側に配置され、
軸方向他方に向かって縮径されるテーパ形状の内周面と、
前記柱部材を挿通する貫通孔を有した底部と、
を備えたハウジングと、
前記ハウジングの軸方向他方に配置され、
前記ハウジングの底部を軸方向に支持する弾性体と、
前記柱部材を挿通する貫通孔と、
を備えたプレートと、
前記コレットを前記柱部材を介して支持する支持フレームと、
前記支持フレームに軸方向に移動可能に支持され、先端部に前記プレートが固定されたロッドと、
前記ロッドを軸方向に移動させる駆動機構と、
を備えたコレットチャック装置であって、
前記駆動機構は、前記ロッドに固定され、軸方向に所定の厚さを有するスペーサと、
前記支持フレームに固定されたストッパ部材と、
を備え、
前記ロッドを軸方向一方に移動すると、前記スペーサに当接して前記ロッドの移動を規制することを特徴とするコレットチャック装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコレットチャック装置であって、
前記ワークは、円筒状に配列された複数の分割コアから構成されるステータコアであり、
前記爪部は、前記分割コアと同数備え、前記各分割コアの外側の面に対向する位置に配置されることを特徴とするコレットチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレットチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置に用いられるモータは、ティースごとに分割された分割コアを環状に配列した構成のステータコアにより、巻線作業を容易にするとともに巻線コイルの占積率を向上させ、その小型化および高出力化が図られている。このようなステータコアは、ステータコアの外径よりも小さい内径を持つモータハウジングに焼き嵌めすることによって固定されている。ステータコアがモータハウジングに固定された状態において、分割コアが傾いていたり、位置がずれていたりしていると、内径真円度が低下することによりコギングトルクやトルクリップルが発生し、モータの出力トルクが変動する。このようなモータを電動パワーステアリング装置に用いた場合、出力トルクの変動により低速操舵時の操舵フィーリングが悪化することとなる。
【０００３】
ところで、ステータコアの内径真円度の精度を確保するには、内径真円度に大きく影響を与える外径真円度を正確に管理する必要がある。そのため、モータの組立てにおいては、ステータコアをモータハウジングに焼き嵌めする前に、ステータコアの外径寸法を計測し、外径真円度を管理している。このステータコアの外径寸法の計測は、ステータコアをモータハウジングに焼き嵌めしたのと同等な状態でおこなう必要があるため、コレットチャック装置によりステータコアを把持させ、はめあいと同等な外径を拘束する荷重をかけた状態で計測をおこなっている。ステータコアの外径寸法を正確に計測するには、コレットチャック装置による荷重を常に所定の荷重として、ばらつきがない状態でおこなう必要がある。このようなコレットチャック装置として、例えば特許文献１には、環状に爪部を配置させたコレットと、各爪部の外周に配置される円筒状のハウジングとを備えて構成され、各爪部とハウジングとの対向面に所定のテーパ面が形成されたものが開示されている。このコレットチャック装置は、コレットを牽引することにより、各爪部のテーパ面とハウジングのテーパ面とを摺動させて各爪部の外周面を収縮し、各爪部を径方向内側に付勢して、爪部内側のワークを把持するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４６５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のコレットチャック装置は、ワークを把持する力を調整することが難しく、コレットを牽引する際、牽引するほどに、各爪部を径方向内側に付勢して、ワークであるステータコアの外径を拘束する荷重を増大させてしまう。コレットを牽引する際に、牽引距離が所定の距離となるように、牽引ロッド近くにスケールを取り付け、このスケールを見ながら牽引する方法が考えられるが、目視による牽引は作業者ごとにばらつきが生じてしまう。また、ステータコアとモータハウジングの嵌合部のはめあい公差は、非常に小さい隙間でのはめあいとなっている場合が多く、従来のコレットチャック装置では、外径を拘束する荷重をこのはめあいと同等に調整することが困難である。このように、従来のコレットチャック装置では、コレットの牽引距離のばらつきにより、ワークの外径を拘束する荷重にばらつきが生じ、ステータコアの正確な外径寸法が計測できない場合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、ワークの外径を拘束する荷重のばらつきをなくして、所定の荷重にすることが容易にできるコレットチャック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、略円筒状に形成され、軸方向一方の開口部に径方向内側のワークを把持する複数の爪部と、軸方向他方に向かって縮径されるテーパ形状の外周面と、前記各爪部の基端側を連結する底部と、前記底部を軸方向に支持する柱部材と、を備えたコレットと、略有底筒状に形成され、前記各爪部の外周側に配置され、軸方向他方に向かって縮径されるテーパ形状の内周面と、前記柱部材を挿通する貫通孔を有した底部と、を備えたハウジングと、前記ハウジングの軸方向他方に配置され、前記ハウジングの底部を軸方向に支持する弾性体と、前記柱部材を挿通する貫通孔と、を備えたプレートと、前記コレットを前記柱部材を介して支持する支持フレームと、前記支持フレームに軸方向に移動可能に支持され、先端部に前記プレートが固定されたロッドと、前記ロッドを軸方向に移動させる駆動機構と、を備えたコレットチャック装置であって、前記駆動機構は、前記ロッドに固定され、軸方向に所定の厚さを有するスペーサと、前記支持フレームに固定されたストッパ部材と、を備え、前記ロッドを軸方向一方に移動すると、前記スペーサに当接して前記ロッドの移動を規制することを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明によれば、コレットの各爪部の径方向内側にワークを配置し、駆動機構によりロッドを軸方向一方に移動させると、ロッドは、先端部に固定されたプレートとともに軸方向一方に移動する。一方、コレットはプレートを挿通する柱部材を介して、支持フレームに固定されているので移動しない。また、プレートの軸方向一方への移動にともない、プレートとハウジングの底部との間に配置され、ハウジングの底部を軸方向に支持している弾性体が圧縮される。ロッドの移動は、ロッドに固定されたスペーサが支持フレームに固定されたストッパ部材に当接して、当接後の移動が規制される。ロッドの移動距離は、ロッドがストッパ部材に当接した位置により、所定の距離となるので、弾性部材を所定の長さに圧縮することができる。所定の長さに圧縮された弾性部材は、圧縮された長さに比例する弾性力をハウジングに作用させる。
【０００９】
ハウジングに作用させた弾性力は、コレットに対し、ハウジングを軸方向一方に移動させ、各爪部の外周面とハウジングの内周面とを摺動させる。この外周面および内周面は、軸方向他方に向かって縮径されるテーパ形状であるので、ハウジングを軸方向一方に移動させることにより、各爪部の外周面が収縮し、各爪部を径方向内側に付勢する。この各爪部の付勢する力が、ワークの外径を拘束する荷重となる。
【００１０】
従って、所定の長さに圧縮された弾性部材によりハウジングに作用させた弾性力は、ハウジングを所定の大きさの力で軸方向一方に移動させることにより、各爪部を径方向内側に付勢し、爪部内側のワークの外径を所定の荷重で拘束することができる。
【００１１】
また、スペーサの軸方向の厚さを調整すると、スペーサがストッパ部材に当接する位置が変わり、ロッドの移動距離が変化するので、弾性体を圧縮する長さを調整することができる。つまり、ハウジングに作用させる弾性力の大きさを調整して、ワークの外径を拘束する荷重を調整することができる。
【００１２】
このように、厚さを調整したスペーサを基準プレートに当接するまで移動させることで、ワークの外径を拘束する荷重を所定の大きさにすることができるので、容易におこなうことができる。また、常に荷重のばらつきがない状態とすることができる。
【００１３】
さらに、スペーサの軸方向の厚さを高精度に形成することで、ワークの外径を拘束する荷重を、非常に小さい隙間でのはめあいと同等に調整することができる。
【００１４】
請求項２に係わる発明は、請求項１に記載のコレットチャック装置であって、前記ワークは、円筒状に配列された複数の分割コアから構成されるステータコアであり、前記爪部は、前記分割コアと同数備え、前記各分割コアの外側の面に対向する位置に配置されることを特徴とする。
【００１５】
上記のように構成した請求項２の発明によれば、コレットの爪部を、分割コアと同数備え、各分割コアの外側の面に対向する位置に配置しているので、分割コアごとに荷重を均等に与えることができる。例えば、１２個の分割コアで構成されるステータコアに対し、各分割コアにそれぞれ対向する位置に配置された１２個の爪部で把持させることにより、各分割コアの荷重を均等にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワークの外径を拘束する荷重のばらつきをなくして、所定の荷重にすることが容易にできるコレットチャック装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るコレットチャック装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態のコレットチャックを図面に従って説明する。
コレットチャック装置１は、図１に示すように、コレット２、ハウジング１１、プレート１４、ロッド７、および支持フレーム２０を備えて構成されている。なお、図面上側を軸方向上方、図面下側を軸方向下方としている。
【００１９】
コレット２は、略円筒状に形成され、軸方向上方の開口部に径方向内側のワークＷを把持する複数の爪部４と、各爪部４の基端側を連結する円板状の底部３とから構成されている。底部３には、軸線Ｏの周囲に等間隔に挿通孔３ｂが３個形成されている。底部３は、それぞれの挿通孔３ｂに挿入された取付ボルト９により、３本の柱部材６を底部３に取付固定している。この３本の柱部材６は、後述するハウジング１１の底部１２の貫通孔１２ｂと、プレート１４の貫通孔１４ｂを貫通して、挿通孔２１ｂに挿入された取付ボルト１０により、支持フレーム２０に固定されている。各爪部４の外周面４ａには、軸方向下方に向かって縮径されるテーパ形状が形成されている。各爪部４の内側面４ｂには、円環状のワークＷの外周面を把持できるように、弧面としている。また、各爪部４は、相互にスリット５を介在させて分離されている。
【００２０】
図２に示すように、ワークＷは、ティース毎に分割された１２個の分割コアを環状に配列した構成のステータコアである。コレット２は、１２個の爪部４を有しており、各爪部４は分割コアにそれぞれ対向する位置に配置され、爪部４の内側面４ｂでステータコアであるワークＷの外周面を把持している。
【００２１】
図１に示すように、ハウジング１１は、各爪部４の外周側に配置される筒部１３と、筒部１３の軸方向下方を閉塞する底部１２とから構成されている。筒部１３の内周面１３ａには、軸方向下方に向かって縮径されるテーパ形状が形成されている。このハウジング１１の内周面１３ａとコレット２の外周面４ａは当接している。
【００２２】
筒部１３の軸方向下方の端部には、複数の挿通孔１３ｂが形成されている。底部１２の周縁部には、複数の挿通孔１２ｅが形成されている。そして、挿通孔１２ｅと挿通孔１３ｂに挿入された取付ボルト１９により、底部１２を筒部１３に取付固定している。
【００２３】
底部１２には、中央に空間１２ｃと、軸線Ｏの周囲に等間隔かつ交互にそれぞれ３個の凹部１２ａと貫通孔１２ｂが形成されている。空間１２ｃは、ロッド７が移動する際の隙間となっている。凹部１２ａは、弾性体であるコイルばね１５を支持している。３個の凹部１２ａの中心には、それぞれガイドピンの先端部１６ａと嵌合する穴部１２ｄが形成されている。貫通孔１２ｂには、円筒状のブッシュが嵌め込まれ、このブッシュを介して柱部材６を摺動可能に挿通している。
【００２４】
プレート１４は、円板状に形成され、中央には貫通孔１４ｃが形成され、貫通孔１４ｃの周囲に、凹部１４ａと、貫通孔１４ｂが形成されている。貫通孔１４ｃは、ロッド７を挿通させている。凹部１４ａは、弾性体であるコイルばね１５を支持している。貫通孔１４ｂには、円筒状のブッシュが嵌め込まれ、このブッシュを介して柱部材６を摺動可能に挿通している。
【００２５】
図１および図３に示すように、プレート１４には、軸線Ｏの周囲に等間隔かつ交互にそれぞれ３個の凹部１４ａと貫通孔１４ｂが形成されている。貫通孔１４ｂには、円筒状のブッシュが嵌め込まれ、ブッシュに柱部材６が挿通されている。コイルばね１５は、３個の凹部１４ａとハウジング１１の底部１２の３個の凹部１２ａとの間にそれぞれ配置され、ハウジング１１の底部１２を軸方向に弾性的に支持している。３個の凹部１４ａの中心には、それぞれ貫通孔１４ｄが形成されている。貫通孔１４ｄは、それぞれガイドピン１６を挿通している。ガイドピンの先端部１６ａは、ハウジング１１の穴部１２ｃと嵌合して固定している。ガイドピン１６は、コイルばね１５の圧縮・伸張動作をガイドしている。プレート１４は、締結部材１７および取付ボルト８により、ロッド７の先端部に固定され、ロッド７とともに移動する。
【００２６】
図１に示すように、支持フレーム２０は、支持プレート２１と、本体部２２と、基準プレート２３とから構成され、図示しない床面に固定されている。支持プレート２１には、中央に貫通孔２１ｃが形成され、軸線Ｏの周囲に等間隔かつ交互にそれぞれ３個の貫通孔２１ａと挿通孔２１ｂが形成されている。３個の貫通孔２１ａは、それぞれ取付ボルト２４を挿通している。３個の挿通孔２１ｂには、それぞれ取付ボルト１０が挿入され、柱部材６を支持プレート２１に取付固定している。
【００２７】
基準プレート２３には、中央に貫通孔２３ｃが形成され、貫通孔２３ｃの周囲に等間隔それぞれ３個の貫通孔２３ａが形成されている。３個の貫通孔２３ａには、それぞれ取付ボルト２４が挿入され、基準プレート２３を本体部２２に取付固定している。貫通孔２１ｃと貫通孔２３ｃには、ロッド７が挿通されている。
【００２８】
本体部２２は、駆動機構であるボールねじ部２５を備えている。ボールねじ部２５は、ねじ溝が形成されたロッド７と、複数のボールを介して螺合している。ロッド７を軸回転させると、ボールねじ部２５により、ロッド７は軸線方向に螺進する。
【００２９】
基準プレート２３は、ストッパ部材であり、後述するスペーサ２６が当接することにより、当接後のロッド７の移動を規制している。
【００３０】
ロッド７は、貫通孔２１ｃと貫通孔２３ｃを貫通している。また、軸方向上方の先端部にプレート１４を固定し、軸方向下方の端部にナット７ｂが形成されている。ロッド７は、本体部においてボールねじ部２５と螺合している。また、ナット７ｂは、工具３０のヘッド３３の係合部３１と係合している。
【００３１】
工具３０は、ヘッド３３とレバー３５とから構成されている。ヘッド３３は、ナット７ｂに係合する係合部３１を備えている。ヘッド３３の外周には、円筒状の基部３４と、円環状のスペーサ２６を備えている。レバー３５は、ヘッド３３を軸回りに回転させる。
【００３２】
スペーサ２６は、それぞれ円環状に形成された当接部材２６ａと、調整部材２６ｂと、基盤部材２６ｃとから構成され、各部材を軸方向に挿通して固定するボルト（図示せず）により一体となっている。
【００３３】
スペーサ２６と基準プレート２３との間には、隙間が形成されている。この隙間の軸方向の距離は、スペーサ２６の調整部材２６ｂの軸方向厚さｄを変えることで調整している。
【００３４】
次に、本実施形態のコレットチャック措置１の動作について説明する。
ワークＷであるステータコアをコレット２の各爪部４の径方向内側に配置し、工具３０のレバー３５により、ヘッド３３を軸回りに回転させる。ロッド７は、係合部３１を介して軸回りに回転する。
【００３５】
ロッド７を特定の方向に回転させると、駆動機構であるボールねじ部２５と螺合しているロッド７は、先端部に固定されたプレート１４とともに軸方向上方に移動する。一方、コレット２はプレート１４を挿通する柱部材６により、支持フレーム２０に固定されているので移動しない。
【００３６】
また、プレート１４の軸方向上方への移動にともない、プレート１４とハウジング１１の底部１２との間に配置され、ハウジング１１の底部１２を軸方向に支持している弾性体であるコイルばね１５が圧縮される。このとき、ロッド７の移動は、スペーサ２６がストッパ部材である基準プレート２３に当接して、当接後の移動が規制される。
【００３７】
これにより、ロッド７の移動距離は、スペーサ２６が基準プレート２３に当接した位置により所定の距離となるので、コイルばね１５を所定の長さに圧縮することができる。所定の長さに圧縮されたコイルばね１５は、圧縮された長さに比例する所定の弾性力をハウジング１１に作用させる。
【００３８】
ここで、ハウジング１１に作用した弾性力は、コレット２に対し、ハウジング１１を軸方向上方に押し上げる。ハウジング１１を軸方向上方に押し上げると、各爪部４の外周面４ａとハウジング１１の内周面１３ａとが摺動する。外周面４ａおよび内周面１３ａは、軸方向下方に向かって縮径されるテーパ形状であるので、ハウジング１１を軸方向上方に押し上げるほどに、各スリット５の間隔が狭められて、各爪部４の外周面４ａが収縮し、各爪部４を径方向内側に付勢する。この各爪部４を付勢する力が、ワークＷの外径を拘束する荷重となる。
【００３９】
従って、ハウジング１１に作用させた所定の弾性力は、ハウジング１１を所定の大きさの力で軸方向上方に押し上げることにより、各爪部４を径方向内側に付勢し、爪部４内側のワークＷの外径を所定の荷重で拘束することができる。
【００４０】
また、スペーサ２６の調整部材２６ｂの軸方向厚さｄを変更すると、当接部材２６ａが基準プレート２３に当接する位置が変わり、ロッド７の移動距離が変化するので、コイルばね１５を圧縮する長さを調整することができる。つまり、ハウジング１１に作用する弾性力の大きさを調整して、ワークＷの外径を拘束する荷重を調整することができる。
【００４１】
このように、ワークＷの外径を拘束する荷重が所定の大きさとなるように、調整部材２６ｂの軸方向厚さｄを調整したスペーサ２６を使用し、当接部材２６ａを基準プレート２３に当接するまで移動させることで、容易に所定の荷重とすることができる。また、常に荷重のばらつきがない状態とすることができる。
【００４２】
さらに、スペーサ２６の調整部材２６ｂの軸方向厚さｄを高精度に形成することで、ワークＷの外径を拘束する荷重を、非常に小さい隙間でのはめあいと同等に調整することができる。
【００４３】
また、コレット２の爪部４を、分割コアと同数の１２個を備え、各分割コアの外側の面に対向する位置に配置した１２個の爪部４で把持させることにより、分割コアごとに荷重を均等に与えることができる。
【００４４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：コレットチャック装置、  ２：コレット、  ３：底部、  ３ｂ：挿通孔、
４：爪部、  ４ａ：外周面、  ４ｂ：内側面、  ５：スリット、  ６：柱部材、
７：ロッド、  ７ｂ：ナット、  ８：取付ボルト、  ９：取付ボルト、
１０：取付ボルト、  １１：ハウジング、  １２：底部、  １２ａ：凹部、
１２ｂ：貫通孔、  １２ｃ：空間、  １２ｄ：穴部、  １２ｅ：挿通孔、
１３：筒部、  １３ａ：内周面、  １３ｂ：挿通孔、  １４：プレート、
１４ａ：凹部、  １４ｂ：貫通孔、  １４ｃ：貫通孔、  １４ｄ：貫通孔、
１５：コイルばね（弾性体）、  １６：ガイドピン、  １６ａ：先端部、
１７：締結部材、  １８：取っ手、  １９：取付ボルト、  ２０：支持フレーム、
２１：支持プレート、  ２１ａ：貫通孔、  ２１ｂ：挿通孔、  ２１ｃ：貫通孔、
２２：本体部、  ２３：基準プレート（ストッパ部材）、  ２３ａ：貫通孔、
２３ｃ：貫通孔、  ２４：取付ボルト、  ２５：ボールねじ部（駆動機構）、
２６：スペーサ、  ２６ａ：当接部材、  ２６ｂ：調整部材、  ２６ｃ：基盤部材、
３０：工具、  ３１：係合部、  ３３：ヘッド
３４：基部、  ３５：レバー、
Ｏ：軸線、  Ｗ：ワーク（ステータコア）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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